外源镉在几种典型农耕土壤中的稳定化特征

采用室内培养的方法,研究了重金属镉(Cd)在水稻土(渗育型)、黄壤、酸性紫色土、中性紫色土和石灰性紫色土5种典型农耕土壤中的稳定化过程,探讨Cd进入土壤后其有效态含量在180 d内随时间的变化特征,并利用动力学模型进行模拟,通过相关性分析,定量化描述土壤理化性质对Cd稳定化过程的影响。结果表明:有效态Cd在培养15 d内迅速下降,随后缓慢降低,外源Cd添加量≤2 mg·kg-1时,30 d后基本达到平衡,外源Cd添加量≥5 mg·kg-1时,60 d后才趋于稳定;平衡后,水稻土、黄壤及酸性紫色土中有效态Cd含量占加入总量的52.6%~66.7%,中性紫色土和石灰性紫色土中占33.6%~46.5%。5种动力学方程中,以二级动力学方程模拟外源Cd的稳定化效果最好,以该方程拟合所得的稳定化平衡含量和表观速率常数可用来表征Cd进入土壤后的稳定化过程。相关性分析表明,Cd在土壤中的稳定化过程与土壤性质密切相关,表现为p H值、CEC和有机质含量较高的土壤中有效态Cd含量较低,高p H值、高CEC和高有机质含量对平衡时的Cd含量有显著抑制作用,且以p H对Cd稳定化速率和平衡含量的影响最大。     

烟草含钾量的基因型差异及钾高效品种筛选

【目的】高含钾量是优质烟叶的一项重要指标。比较不同烟草品种的含钾量及其对施用钾肥的反应,为筛选高钾基因型烟草品种提供基础。【方法】以 93 份烟草种质资源为研究对象,在凉山州进行连续两年的大田试验。设置常规钾 (K₂O = 300 kg/hm2) 与低钾 (K₂O = 150 kg/hm2) 两个水平,成熟期测定烟叶含钾量,以聚类分析将烟草分类,并分析其在不同叶位间的基因型差异。【结果】施钾量影响烟草上、中、下部叶片钾含量,常规钾水平下的烟叶含钾量高于低钾水平,常规施钾量下的上、中、下部烟叶含钾量分别为低钾水平下的 1.13、1.14、1.15 倍 (2014 年) 和 1.10、1.25、1.35 倍 (2015 年) 。将烟叶含钾量进行聚类分析,供试材料被划分为高钾型、普通型和低钾型 3 类,并筛选获得了典型材料。高钾型烟草的上、中、下部烟叶含钾量均显著高于普通型及低钾型烟草材料。常规施钾水平下,高钾型烟草的上、中、下部烟叶含钾量分别是低钾型的 1.50～1.92、1.54～2.52、1.31～2.36 倍;低钾水平下分别为 1.27～1.93、1.66～2.24、1.72～1.73 倍。【结论】高钾基因型烟草上、中、下部烟叶的含钾量均显著高于普通型和低钾型;普通型上部叶的含钾量与低钾型烟草之间无显著差异,中、下部烟叶含钾量普通型显著高于低钾基因型。通过两年田间试验筛选获得了 6 份高钾型烟草材料,包括嘎吉红大、长叶红大、达白 1 号、达白 2 号、MFZS、930032-7,可应用于烟叶生产,亦可为富钾基因型品种选育提供育种亲本材料。     

不同植茶年限土壤团聚体的分布特征及稳定性研究

在野外调查的基础上,结合室内分析对不同植茶年限土壤团聚体的组成及稳定性进行了研究,结果表明：（1）不同植茶年限的土壤团聚体数量,在干筛处理下总体呈现出随粒径的减小先降低后增加再降低的趋势;而湿筛处理下,总体呈现随粒径的减小先减小后增加再减小再增加的趋势;微团聚体则总体呈现随粒径的减小而减小的趋势;植茶年限对土壤团聚体大小分布状况无显著影响;（2）风干团聚体和水稳性团聚体中>5mm粒径团聚体含量均随植茶年限增加呈现先增加再减小的趋势,其中植茶20~22年时最大,而<5mm粒径分布则相反;（3）不同植茶年限,风干团聚体与水稳性团聚体平均重量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）值均为植茶20~22年时最大,而分形维D值则最小,且MWD、GMD及D值在不同植茶年限下多呈显著差异,表明植茶年限与土壤团聚体稳定性之间存在较大的相关性。     

温室栽培条件下土壤碳库变化特征及其与养分有效性的关系

为揭示温室生产对土壤质量及其肥力状况的影响,选取辽宁沈阳、北宁两地具有代表性的温室为对象,通过对温室生产现状的详细调查和测土分析,研究了土壤有机碳及相关碳库指标与土壤肥力的演变特征及其相互关系,结果表明：（1）温室土壤耕层（0~20cm）有机碳及活性有机碳的含量较露地土壤有明显增加,20cm以下则逐渐降低且低于露地土壤,其中活性有机碳的增减变化是温室土壤碳库变化的主体部分,表现出随温室使用年限的波动变化特征。（2）温室栽培条件下,土壤碳库活度及碳库管理指数均随使用年限的延长呈先增后减的周期性变化,变化周期为4年左右,与实际生产中温室土壤的可持续利用周期具有一致性。（3）土壤活性有机碳含量与土壤速效磷、速效钾、有效硫、有效镁、有效铁和有效锌等养分因子呈极显著正相关关系,其含量变化特征可为研究温室土壤肥力质量的演变提供重要参考。     

紫色土增施单质硫对大蒜生长发育和硫素营养的影响

对紫色土施用单质硫条件下大蒜生长发育及硫素营养吸收和代谢进行了研究。结果表明,大蒜株高、叶面积、经济产量(蒜头)和经济系数以中等供硫水平最高,而茎粗和生物产量则以高硫水平最大。大蒜能耐高浓度的硫素供应,在0～120kghm-2供硫情况下,其全硫(TS)、水溶性硫(SS)和无机硫(Io-S)含量均随供硫量的增加而上升,小分子水溶性含硫氨基酸含量(Ws-S)以低硫水平最高,而大分子蛋白质硫含量(Wis-S)以中等供硫水平时最高,与大蒜素含量的变化一致。大蒜素含量与不同硫组分比率的关系分析发现,大蒜素含量与Ws-S/TS呈极显著的正相关(r=0.752 ),与Io-S/SS呈显著的正相关(r=0.702 )。全氮含量与全硫含量变化趋势一致,全磷含量以低硫水平时最高,全钾含量以中等供硫水平时最高。     

不同有机物料对小麦氮素利用和土壤肥力的影响

在施用等量无机肥的基础上 ,施用不同的有机物料。结果表明 :泥炭对于提高土壤有机质与全氮含量的作用优于褐煤 ,且以 12 g/盆 (即 2 0 0 0mg/kg土 )为好 ;但对小麦生长发育的促进和氮素利用的提高上 ,褐煤比泥炭更好 ,且以 16 g/盆 (即 2 6 6 7mg/kg土 )为宜     

四川盆地丘陵区农业源甲烷排放时空变异特征及驱动因素

为探讨四川盆地丘陵区农业源CH₄排放特征,采用IPCC排放因子法估算2007—2017年农业源CH₄排放量,运用重心模型、Getis-Ord G^*_i指数检验和PLS-STIRPAT模型,探讨区域CH₄排放的时空变化特征及驱动因素。结果表明:(1)2007—2017年,盆地丘陵区农业源CH₄排放量达(32.52～35.93)万t,其中种植业、畜禽养殖业排放占比分别为44.54%～48.26%和51.75%～55.46%,总排放量呈现出随年限增加而降低的趋势,与养殖业CH₄排放密切相关。(2)2007—2017年,盆地丘陵区农业源CH₄排放重心总体向东北方向迁移; 高排放聚集区主要位于研究区东北部,呈现出扩张的趋势,低排放聚集区主要位于西南部,与高值聚集区呈现出相反的缩减趋势。(3)驱动因素中,总人口、农业从业结构和农业产值结构对农业源CH₄排放起到正向促进作用,城镇化率、单位面积施肥量、人均耕地占有量、人均GDP和农村用电量对农业源CH₄排放起控制作用。其中农业产值结构是推动研究区CH₄增长的重要因素。综上,盆地丘陵区农业源CH₄排放水平较高,时空分布差异变动较小,通过农业生产集约集中规模化可有效降低农业源CH₄的排放量。     

水稻镉高积累材料不同生育期镉积累变化特征研究

为降低土壤Cd含量,以水稻Cd高积累材料Lu527-8和Lu17-9为研究对象,普通材料Lu527-4为对照,采用土培盆栽试验,分析其各生育期生物量、Cd积累量、Cd积累速率等指标,探讨水稻Cd高积累材料的Cd富集特性。结果表明:Lu527-8和Lu17-9地上部和整株生物量随生育期的延长呈上升趋势且差异显著,其在分蘖-拔节期上升幅度较小,而在拔节-成熟期急剧上升。Lu527-8和Lu17-9地上部和整株生物富集量系数随生育期的延长显著上升且在灌浆期后差异不显著。Lu527-8和Lu17-9地上部和整株Cd积累速率随生育期的延长先升高后降低且在灌浆期达最大值,其地上部Cd积累速率分别为Lu527-4的2.43倍和2.24倍。整株Cd积累速率分别为Lu527-4的2.33倍和2.10倍。Lu527-8和Lu17-9地上部和整株Cd积累量随生育期的延长呈上升趋势且在拔节-灌浆期显著上升,Lu527-8和Lu17-9地上部Cd积累量在灌浆期分别达359.28、331.22μg·株-1,为Lu527-4的2.44倍和2.25倍。整株Cd积累量在灌浆期分别达1 374.35、1 240.72μg·株-1,为Lu527-4的2.33倍和2.10倍。Lu527-8和Lu17-9地上部和整株阶段性Cd积累量在拔节-抽穗期和抽穗-灌浆期显著高于其他生育阶段,其整株阶段性Cd积累量在拔节-抽穗期和抽穗-灌浆期分别占整个生育时期的15.30%、40.45%和39.70%、20.74%。Lu527-8和Lu17-9地上部和整株净化率随生育期的延长显著上升且在灌浆期后趋于稳定,其地上部净化率在灌浆期时分别达0.82%和1.25%,其整株净化率分别达4.88%和4.39%,为Lu527-4的2.44倍和2.21倍。高Cd条件下,水稻Cd高积累材料对Cd具有较强的吸收和积累能力,是一种理想稳定的Cd富集材料,且灌浆期为水稻Cd高积累材料最佳收获时期。     

不同植茶年限土壤团聚体全铝和交换态铝的分布特征

为阐明土壤团聚体全铝和交换态铝含量对植茶年限的响应特征,给茶园科学管理提供理论依据,采用野外实地调查和室内分析相结合的方法,以植茶16、23、31、53 a的土壤为研究对象,开展不同植茶年限土壤团聚体全铝和交换态铝的分布特征研究。结果表明:土壤全铝和交换态铝含量均随粒径的减小而升高,且主要分布于<0.25 mm粒径团聚体,分别为86.11~98.35 g·kg^-1和62.78~228.85 mg·kg^-1;随植茶年限的延长,各粒径团聚体全铝含量逐渐降低;但交换态铝含量有所升高,且在植茶23 a后增幅较大;不同植茶年限土壤团聚体交换态铝表聚现象明显;不同粒径团聚体对土壤全铝和交换态铝的保持和供应能力存在明显差异,全铝和交换态铝有向小粒径团聚体富集的趋势;土壤团聚体对全铝和交换态铝的贡献率分别有49%~79%和44%~73%来自>5 mm粒径团聚体,且在植茶23 a时最高。因此,应注意植茶23 a后0~20 cm土层交换态铝含量的变化。     

土壤-烟草系统中铅的迁移特征及形态分布

通过盆栽试验,以两烟草品种(云烟85和红花大金元)为对象,研究了重金属铅(Pb)在土壤-烟草系统中的迁移特征以及土壤与烟草各器官Pb化学形态分布特征。结果表明:与非根际土壤相比,根际土壤铁锰氧化物结合态Pb明显降低(降幅3.86%~22.33%),碳酸盐结合态、有机态和残渣态呈上升趋势。随着土壤Pb处理浓度的升高,两品种烟草生物量均显著降低,各器官Pb含量均显著上升,云烟85各器官Pb含量大小顺序为根叶茎,红花大金元为根茎叶。CK处理下两个品种烟草各器官Pb形态主要以氯化钠、醋酸和盐酸提取态为主(66.49%~72.40%),随着Pb处理浓度的升高,根部与叶部乙醇提取态Pb显著增加,这加剧了Pb的迁移性,红花大金元茎部Pb向盐酸提取态转化从而抑制Pb由茎部向叶部的转运。